專利名稱：一種負(fù)荷可調(diào)分段供料式氣流床氣化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種負(fù)荷可調(diào)分段供料式氣流床氣化裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有氣流床氣化技術(shù)分為干法和濕法。濕法進(jìn)料的主要代表為GE公司的水煤漿氣化爐和華東理工大學(xué)的多噴嘴氣化爐，其特點(diǎn)為水煤漿進(jìn)料，采用單噴嘴或多噴嘴頂置下噴，氣化反應(yīng)室采用耐火材料內(nèi)襯，大部分采用水激冷工藝流程，即產(chǎn)生的高溫粗煤氣直接用水激冷。干煤粉氣化工藝的主要代表為荷蘭Shell，其氣化爐采用四噴嘴水冷壁結(jié)構(gòu)，合成氣冷卻采用廢鍋流程，優(yōu)點(diǎn)為原料適應(yīng)性廣、冷煤氣效率高、碳轉(zhuǎn)化率高、比氧耗低等。
綜上，現(xiàn)有的氣化爐采用的噴嘴數(shù)量比較固定，一旦爐型固定，噴嘴數(shù)量固定，氣化爐裝置的生產(chǎn)能力就固定，后續(xù)的生產(chǎn)設(shè)備的生產(chǎn)能力都要為所謂的“生產(chǎn)龍頭”氣化裝置服務(wù)，因此生產(chǎn)負(fù)荷的調(diào)節(jié)范圍比較窄，不能很好的適應(yīng)生產(chǎn)負(fù)荷的調(diào)整。同時(shí)對(duì)于具有“調(diào)峰”能力的裝置來說，負(fù)荷變動(dòng)范圍更為廣泛，現(xiàn)有的氣化爐型都不能很好的滿足要求。同時(shí)對(duì)于單噴嘴爐型，爐膛內(nèi)合成氣不能產(chǎn)生旋流，故停留時(shí)間短。為保證反應(yīng)時(shí)間，爐高度不能太低，而排渣口正好位于經(jīng)氣化爐爐膛溫度的最低點(diǎn)區(qū)域，為兼顧兩者，必須提高氣化反應(yīng)的溫度，這種情況下不僅降低了冷煤氣效率，同時(shí)增加了比氧耗和比煤耗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺點(diǎn)，而提出的一種負(fù)荷可調(diào)分段供料式氣流床氣化裝置，本發(fā)明對(duì)現(xiàn)有的氣化爐從單爐生產(chǎn)能力，單爐的生產(chǎn)負(fù)荷調(diào)節(jié)能力以及爐膛反應(yīng)區(qū)域合理布置方面著手改進(jìn)，使氣化裝置負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍廣泛，調(diào)整靈活，氣化反應(yīng)效果好。本發(fā)明采取的技術(shù)方案是一種負(fù)荷可調(diào)分段供料式氣流床氣化裝置，其特點(diǎn)是，包括壓力殼體及支吊在所述壓力殼體內(nèi)部的反應(yīng)室和冷卻除塵水浴激冷室，所述的冷卻除塵水浴激冷室同軸布置在所述的反應(yīng)室下部；所述的反應(yīng)室與壓力殼體之間設(shè)有環(huán)隙空間；該反應(yīng)室設(shè)有一主噴嘴和多個(gè)調(diào)荷噴嘴。上述一種負(fù)荷可調(diào)分段供料式氣流床氣化裝置，其中，所述的反應(yīng)室由膜式壁構(gòu)成，其向火面為膜式水冷壁結(jié)構(gòu)。上述一種負(fù)荷可調(diào)分段供料式氣流床氣化裝置，其中，所述的主噴嘴伸入在所述反應(yīng)室內(nèi)頂部；所述的調(diào)荷噴嘴對(duì)稱布置在所述反應(yīng)室內(nèi)上部空間。上述一種負(fù)荷可調(diào)分段供料式氣流床氣化裝置，其中，所述的調(diào)荷噴嘴設(shè)置為2 6個(gè)，呈水平布置。上述一種負(fù)荷可調(diào)分段供料式氣流床氣化裝置，其中，所述的調(diào)荷噴嘴設(shè)置為2 6個(gè)，呈傾斜向下布置，其傾斜向下的角度為0 20° ;同時(shí)調(diào)荷噴嘴在爐膛截面投影與氣化爐斷面中心線成3 6°夾角，成切圓布置方式。上述一種負(fù)荷可調(diào)分段供料式氣流床氣化裝置，其中，所述的激冷室包括粗合成氣輸送導(dǎo)氣管、激冷池、上升通道、折流部件、以及合成氣輸出口 ；所述的粗合成氣輸送導(dǎo)氣管的進(jìn)口與反應(yīng)室的輸出口連接；所述的激冷池設(shè)置在所述粗合成氣輸送導(dǎo)氣管下方；所述上升通道設(shè)置在所述粗合成氣輸送導(dǎo)氣管周圍；所述的折流部件設(shè)置在所述上升通道的頂部；所述的合成氣輸出口設(shè)置在所述激冷室的殼體壁上，位于所述折流部件旁邊。上述一種負(fù)荷可調(diào)分段供料式氣流床氣化裝置，其中，所述的激冷池是浸沒式激冷池。上述一種負(fù)荷可調(diào)分段供料式氣流床氣化裝置，其中，所述的粗合成氣輸送導(dǎo)氣管的底部設(shè)為齒形。上述一種負(fù)荷可調(diào)分段供料式氣流床氣化裝置，其中，還包括至少一個(gè)洗滌水勻布噴淋環(huán)，布置在所述粗合成氣輸送導(dǎo)氣管的進(jìn)口部位或內(nèi)部。上述一種負(fù)荷可調(diào)分段供料式氣流床氣化裝置，其中，還包括一灰水排出口，設(shè)置 在所述殼體底部，位于所述激冷室的下方。本發(fā)明由于采用了以上的技術(shù)方案，其產(chǎn)生的技術(shù)效果是明顯的
1、由于將冷卻除塵水浴激冷室同軸布置在所述的反應(yīng)室下部，在氣化爐頂部布置主噴嘴，在反應(yīng)室上部空間對(duì)稱布置調(diào)荷噴嘴，結(jié)合采用水激冷從反應(yīng)室下方排出的高溫合成氣和灰渣，可在有效提高單爐產(chǎn)量的同時(shí)，兼顧單爐的生產(chǎn)負(fù)荷調(diào)節(jié)能力以及爐膛反應(yīng)區(qū)域合理布置，使?fàn)t膛內(nèi)合成氣能產(chǎn)生旋流，停留時(shí)間長，反應(yīng)充分，負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍廣泛；
2、由于在反應(yīng)室頂部設(shè)置主噴嘴和在反應(yīng)室的上部布置調(diào)荷噴嘴，并且調(diào)荷噴嘴的數(shù)量以及布置位置角度可以調(diào)整(包括水平方向角度和爐膛截面角度的調(diào)整)，在反應(yīng)室中，原料與氧化劑發(fā)生反應(yīng)，在高溫高壓環(huán)境下生成主要成份為一氧化碳和氫的合成氣。從頂部主噴嘴和四周調(diào)荷噴嘴噴出氣流發(fā)生碰撞，在反應(yīng)室中產(chǎn)生向下的旋流，氣流旋流向下，可使反應(yīng)室內(nèi)火焰的充滿度較好，溫度場也較為均勻；
3、由于爐壁采用夾套的形式，在反應(yīng)室和壓力殼體之間設(shè)有環(huán)隙空間，可向環(huán)形空間注入氮?dú)饣蚱渌鍧崥怏w，使環(huán)隙空間內(nèi)的壓力微大于反應(yīng)室內(nèi)的壓力，這樣可防止反應(yīng)室內(nèi)高溫氣體流向環(huán)隙空間，以保護(hù)壓力殼體；
4、本發(fā)明負(fù)荷調(diào)節(jié)靈活，適用范圍廣泛。


圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖(剖視圖)。圖2是圖I的A-A剖視圖。
具體實(shí)施例方式為了能更好地對(duì)本方案進(jìn)行理解，下面通過具體的實(shí)施案例并結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)地說明
請(qǐng)參閱圖I至圖2，本發(fā)明一種負(fù)荷可調(diào)分段供料式氣流床氣化裝置，包括壓力殼體I及設(shè)置在所述壓力殼體內(nèi)部的反應(yīng)室2和冷卻除塵水浴激冷室3，所述的冷卻除塵水浴激冷室3同軸布置在所述的反應(yīng)室2下部。在壓力殼體I和反應(yīng)室2的水冷壁之間留有一環(huán)隙空間A，便于安裝檢修。所述的反應(yīng)室2由膜式壁構(gòu)成，其向火面為膜式水冷壁結(jié)構(gòu)，也可在該水冷壁外敷一層耐火襯里。所述的反應(yīng)室2設(shè)有一主噴嘴21和多個(gè)調(diào)荷噴嘴22。所述的主噴嘴伸入在所述反應(yīng)室內(nèi)頂部；所述的調(diào)荷噴嘴對(duì)稱布置在所述反應(yīng)室內(nèi)上部空間，可水平布置，也可傾斜向下布置。本實(shí)施例中，所述的調(diào)荷噴嘴設(shè)置為2 6個(gè)，呈傾斜向下布置，如圖I所示，其傾斜向下的角度P為O 20° ;同時(shí)調(diào)荷噴嘴在爐膛截面投影與氣化爐斷面中心線成3 6°夾角a，成切圓布置方式，如圖2所示。本發(fā)明一種負(fù)荷可調(diào)分段供料式氣流床氣化裝置中，所述的激冷室3包括粗合成氣輸送導(dǎo)氣管31、激冷池32、上升通道33、折流部件34、以及合成氣輸出口 35。還包括至少一個(gè)洗滌水勻布噴淋環(huán)36，布置在所述粗合成氣輸送導(dǎo)氣管的進(jìn)口部位或內(nèi)部。所述的粗合成氣輸送導(dǎo)氣管31的底部設(shè)為齒形，其進(jìn)口與反應(yīng)室的輸出口連接。所述的激冷池32是浸沒式激冷池，設(shè)置在所述粗合成氣輸送導(dǎo)氣管31下方。所述上升通道33設(shè)置在所述粗合成氣輸送導(dǎo)氣管31周圍。所述的折流部件34設(shè)置在所述上升通道33的頂部。所述的合成氣輸出口 35設(shè)置在所述激冷室的殼體壁上，位于所述折流部件旁邊。在所述殼體底部還包括一灰水排出口 36，位于所述激冷室的下方。 本發(fā)明的工作原理是
在反應(yīng)室中，物料煤與氧化劑發(fā)生反應(yīng)，在高溫高壓環(huán)境下生成主要成份為一氧化碳和氫的合成氣。從頂部主噴嘴噴出的氣流噴射到反應(yīng)室中進(jìn)行劇烈反應(yīng)，同時(shí)根據(jù)負(fù)荷要求，調(diào)荷噴嘴調(diào)整負(fù)荷后，對(duì)置噴出的氣流在反應(yīng)室上部空間發(fā)生碰撞，在反應(yīng)室中產(chǎn)生向下旋流，氣流旋流向下可以降低燒嘴出口區(qū)域的溫度，延長燒嘴的壽命，這可使反應(yīng)室內(nèi)火焰的充滿度較好，溫度場也較為均勻。煤粉中的灰在高溫環(huán)境中主要以熔融渣的形態(tài)靠慣性作用被水冷壁捕捉下來，再沿反應(yīng)室壁面流淌匯集到反應(yīng)室底部的流渣口，排到位于反應(yīng)室底部的激冷室的浸沒式激冷池中淬冷。同時(shí)產(chǎn)生的合成氣與灰渣一起進(jìn)入激冷室激冷。其余的灰被合成氣夾帶從反應(yīng)室底部排出。在激冷室進(jìn)口處布置了洗滌水勻布噴淋環(huán)，噴出的水霧與高溫合成氣混合使之冷卻；初步冷卻后的合成氣再經(jīng)過粗合成氣輸送導(dǎo)氣管進(jìn)入浸沒式激冷池，經(jīng)洗滌后通過粗合成氣輸送導(dǎo)氣管的齒形均勻鼓泡后進(jìn)入上升通道，在上升通道的上方出口處，由于設(shè)置了一折流裝置，用以分離合成氣中的大顆粒水滴，最后經(jīng)激冷后的合成氣從位于壓力殼體的合成氣出口排出?；以突宜餐ㄟ^壓力殼體底部的排放口排出。由于氣化壓力大于I. OMPa，而反應(yīng)室2的膜式水冷壁只能承受較小的壓差，所以反應(yīng)室和壓力殼體之間的環(huán)隙空間需要壓力補(bǔ)償。其方法為向環(huán)形空間注入氮?dú)饣蚱渌鍧崥怏w，使環(huán)隙空間內(nèi)的壓力微大于反應(yīng)室內(nèi)的壓力，這樣可防止反應(yīng)室內(nèi)高溫氣體流向環(huán)隙空間，以保護(hù)壓力殼體。本發(fā)明將干粉或水煤漿在該氣化裝置中氣化，采用原料的分段(分級(jí))供給，負(fù)荷調(diào)節(jié)靈活，適用范圍廣泛。
權(quán)利要求
1.一種負(fù)荷可調(diào)分段供料式氣流床氣化裝置，其特征在于，包括壓カ殼體及支吊在所述壓カ殼體內(nèi)部的反應(yīng)室和冷卻除塵水浴激冷室，所述的冷卻除塵水浴激冷室同軸布置在所述的反應(yīng)室下部； 所述的反應(yīng)室與壓カ殼體之間設(shè)有環(huán)隙空間；該反應(yīng)室設(shè)有一主噴嘴和多個(gè)調(diào)荷噴嘴。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種負(fù)荷可調(diào)分段供料式氣流床氣化裝置，其特征在于，所述的反應(yīng)室由膜式壁構(gòu)成，其向火面為膜式水冷壁結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種負(fù)荷可調(diào)分段供料式氣流床氣化裝置，其特征在于，所述的主噴嘴伸入在所述反應(yīng)室內(nèi)頂部；所述的調(diào)荷噴嘴對(duì)稱布置在所述反應(yīng)室內(nèi)上部空間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的ー種負(fù)荷可調(diào)分段供料式氣流床氣化裝置，其特征在于，所述的調(diào)荷噴嘴設(shè)置為2 6個(gè)，呈水平布置。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的ー種負(fù)荷可調(diào)分段供料式氣流床氣化裝置，其特征在干，所述的調(diào)荷噴嘴設(shè)置為2 6個(gè)，呈傾斜向下布置，其傾斜向下的角度為O 20° ;同時(shí)調(diào)荷噴嘴在爐膛截面投影與氣化爐斷面中心線成3 6°夾角，成切圓布置方式。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種負(fù)荷可調(diào)分段供料式氣流床氣化裝置，其特征在于，所述的激冷室包括粗合成氣輸送導(dǎo)氣管、激冷池、上升通道、折流部件、以及合成氣輸出口 ；所述的粗合成氣輸送導(dǎo)氣管的進(jìn)ロ與反應(yīng)室的輸出ロ連接；所述的激冷池設(shè)置在所述粗合成氣輸送導(dǎo)氣管下方；所述上升通道設(shè)置在所述粗合成氣輸送導(dǎo)氣管周圍；所述的折流部件設(shè)置在所述上升通道的頂部；所述的合成氣輸出口設(shè)置在所述激冷室的殼體壁上，位于所述折流部件旁邊。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的ー種負(fù)荷可調(diào)分段供料式氣流床氣化裝置，其特征在干，所述的激冷池是浸沒式激冷池。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的ー種負(fù)荷可調(diào)分段供料式氣流床氣化裝置，其特征在于，所述的粗合成氣輸送導(dǎo)氣管的底部設(shè)為齒形。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的ー種負(fù)荷可調(diào)分段供料式氣流床氣化裝置，其特征在于，還包括至少ー個(gè)洗滌水勻布噴淋環(huán)，布置在所述粗合成氣輸送導(dǎo)氣管的進(jìn)ロ部位或內(nèi)部。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的ー種負(fù)荷可調(diào)分段供料式氣流床氣化裝置，其特征在于，還包括一灰水排出ロ，設(shè)置在所述殼體底部，位于所述激冷室的下方。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種負(fù)荷可調(diào)分段供料式氣流床氣化裝置，其特點(diǎn)是，包括壓力殼體及支吊在所述壓力殼體內(nèi)部的反應(yīng)室和冷卻除塵水浴激冷室，所述的冷卻除塵水浴激冷室同軸布置在所述的反應(yīng)室下部；所述的反應(yīng)室與壓力殼體之間設(shè)有環(huán)隙空間；該反應(yīng)室設(shè)有一主噴嘴和多個(gè)調(diào)荷噴嘴。由于將所述的冷卻除塵水浴激冷室同軸布置在所述的反應(yīng)室下部，在氣化爐頂部布置主噴嘴，在反應(yīng)室上部空間對(duì)稱布置調(diào)荷噴嘴，結(jié)合采用水激冷從反應(yīng)室下方排出的高溫合成氣和灰渣，可在有效提高單爐產(chǎn)量的同時(shí)，兼顧單爐的生產(chǎn)負(fù)荷調(diào)節(jié)能力以及爐膛反應(yīng)區(qū)域合理布置，使?fàn)t膛內(nèi)合成氣能產(chǎn)生旋流，停留時(shí)間長，反應(yīng)充分，負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍廣泛。
文檔編號(hào)C10J3/48GK102827642SQ20121036844
公開日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2012年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月28日
發(fā)明者張世程, 朱惠春, 張金亮, 曹楓, 熊浪, 雷樹寬, 沈克宇, 沙永濤 申請(qǐng)人:中國船舶重工集團(tuán)公司第七一一研究所